120t VD真空炉脱氢生产实践.pdfVIP

总第 159期 山西冶金 Total159 2016年第1期 SHANXIMETALLURGY No．1．2016 蕾生产蜜甓 敏竞技 DOI：IO ． 16525~．cnki．cn14-1167／tf．2016．01．26 120tVD真空炉脱氢生产实践 康爱元， 王金星， 杨 坤， 吴雨晨， 肖元生 (河北钢铁集团承钢公司长材事业二部 ，河北 承德 067000) 摘 要：基于氢对钢材质量的影响及脱氢机理，分析真空脱氢的影响因素，总结承钢 12otVD炉在试生产期间 进行的真空脱氢生产实践。实践表明，通过控制氢的来源和在VD炉脱氢过程中控制溶渣、真空度、氩气流量和 压力，VD脱氢后氢含量(质量分数)被控制在 1．2×10-6以下。 关键词：VD炉 真空脱氢 溶渣 中图分类号：TF704．6 文献标识码：A 文章编号：1672—1152(2016)01—0073—02 氢在钢中是有害元素，钢中氢含量高会造成氢脆， 量和操作工艺、处理钢种、加入炉内的各种原材料 降低钢材的力学性能，而炼钢过程中氢的来源又比较 的状态、吹氩搅拌状态等因数有关，因此为了保证 广泛。原材料潮湿、钢包和中间包内衬与浇注系统耐火 钢水中 In1≤1．5×10，应提高脱氢速度 ，将真空 材料潮湿带人的水分都是钢中氢的重要来源。目前是 系统的工作真空度确定为67Pa以下，以充分保证 通过对钢液进行真空处理来降低钢中氢含量的。河北 脱氢工艺的要求。 钢铁集团承钢公司(全文简称承钢)120tVD炉在试生 2．2 真空脱氢的动力学分析 产期间脱氢效果不稳定，通过对相关工艺参数进行优 一 般认为，在高温下溶解在钢中的氢原子向钢 化，氢含量(质量分数)被控制在 1．2×10 以下。 液—气相界面迁移是真空脱氢速度的限制环节晗]， 1 氢对钢材质量的影响 那么 ： 氢在固态钢中的溶解度很小，在钢水冷却和凝 lnw([H1]w[H】0)=一(F／Vm)KHt． (2) 固过程中会随CO、N：等气体一起析出，形成皮下气 式中：[m 为脱气 t时间后钢液中氢的质量分数，％； 泡、中心缩孔和疏松。由于氢在固态钢中的扩散速度 [H】0为真空脱气前钢液中氢的质量分数，％；KH为氢 很慢 ，只有很少量能扩散到钢锭表面，而大部分扩散 在钢液中溶解的平衡常数，cm／min；f为真空脱气时 到显微孔隙中、夹杂物附近、晶界上的小孔中，形成 间，min；F为气一液反应界面面积 ，cm2；V 为钢液 氢分子。由于氢分子不断地在析出的地方聚集，引起 体积，c／n。 钢的内应力，使钢材出现裂纹、白点和层状断口等缺 由式(2)可知，在脱氢过程中提高钢液比表面积 陷，影响钢材的质量。 (FlY)即增大吹氩流量 ，充分搅拌，能使钢液与真空 2 脱氢机理 接触的界面不断更新，提高脱氢率。 2．1 真空脱氢的热力学分析 2．3 脱氢抽真空时间 按质量作用定律，氢含量与氢分压有关[1]，即： 真空脱气时间长，有利于降低钢中氢，提高脱氢 [H】=K尸H／2． (1) 率。处理时间： 式中